日前,從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所獲悉,煙草馬鈴薯Y病毒病抗性基因挖掘研究取得新進(jìn)展,揭示了煙草響應(yīng)馬鈴薯Y病毒的生物學(xué)過(guò)程,鎖定了6個(gè)重要抗性基因。相關(guān)研究成果于2016年11月29日在國(guó)際植物期刊《植物細(xì)胞報(bào)告(Plant Cell Reports)》上在線發(fā)表,影響因子3.088。
煙草馬鈴薯Y病毒病是由馬鈴薯Y病毒(Potato virus Y, PVY)引起的一種煙草系統(tǒng)性侵染病害,該病毒是馬鈴薯Y病毒科(Potyviridae)馬鈴薯Y病毒屬(Potyvirus)的典型成員,在生產(chǎn)中對(duì)煙草品質(zhì)造成嚴(yán)重影響。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)PVY在煙草上的發(fā)病規(guī)律和防治措施做了大量研究,但對(duì)PVY侵染煙草早期引發(fā)的一系列分子水平的動(dòng)態(tài)變化尚不明確,限制了相關(guān)抗病基因的發(fā)掘及育種應(yīng)用。
煙草所煙草遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與煙草功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以高抗PVY煙草品種VAM(Virgin A mutant)為材料,通過(guò)差減抑制雜交技術(shù)(SSH)與cDNA芯片技術(shù)相結(jié)合的策略,篩選在PVY病毒侵染早期的抗病相關(guān)基因并分析候選基因的動(dòng)態(tài)表達(dá)情況。篩選到167個(gè)特異表達(dá)的基因,分別參與新陳代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、逆境響應(yīng)等多個(gè)生物學(xué)過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn),煙草抵御PVY病毒侵染是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程,其中參與新陳代謝的基因在PVY 侵染早期多數(shù)表現(xiàn)為下調(diào)表達(dá),而后呈現(xiàn)上調(diào)表達(dá)的趨勢(shì);參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基因在侵染早期均上調(diào)表達(dá);參與逆境響應(yīng)的基因則在侵染后期上調(diào)表達(dá);而參與轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)運(yùn)、細(xì)胞壁構(gòu)成以及脅迫應(yīng)答等方面的基因在轉(zhuǎn)錄水平上呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化。目前,兩個(gè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)圍繞獲得的6個(gè)與PVY抗性相關(guān)的重要基因開(kāi)展功能鑒定,以期揭示煙草對(duì)PVY的抗病機(jī)理。
該研究得到中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助,煙草所所為論文第一完成單位,煙草所與四川農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生陳帥和煙草所李鳳霞副研究員為共同第一作者,煙草功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)劉貫山研究員和煙草遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)楊愛(ài)國(guó)副研究員為通訊作者。(通訊員 遲立鵬)
文章鏈接:http://link.springer.com/article/10.1007/s00299-016-2080-1
煙草馬鈴薯Y病毒病是由馬鈴薯Y病毒(Potato virus Y, PVY)引起的一種煙草系統(tǒng)性侵染病害,該病毒是馬鈴薯Y病毒科(Potyviridae)馬鈴薯Y病毒屬(Potyvirus)的典型成員,在生產(chǎn)中對(duì)煙草品質(zhì)造成嚴(yán)重影響。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)PVY在煙草上的發(fā)病規(guī)律和防治措施做了大量研究,但對(duì)PVY侵染煙草早期引發(fā)的一系列分子水平的動(dòng)態(tài)變化尚不明確,限制了相關(guān)抗病基因的發(fā)掘及育種應(yīng)用。
煙草所煙草遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與煙草功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以高抗PVY煙草品種VAM(Virgin A mutant)為材料,通過(guò)差減抑制雜交技術(shù)(SSH)與cDNA芯片技術(shù)相結(jié)合的策略,篩選在PVY病毒侵染早期的抗病相關(guān)基因并分析候選基因的動(dòng)態(tài)表達(dá)情況。篩選到167個(gè)特異表達(dá)的基因,分別參與新陳代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、逆境響應(yīng)等多個(gè)生物學(xué)過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn),煙草抵御PVY病毒侵染是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程,其中參與新陳代謝的基因在PVY 侵染早期多數(shù)表現(xiàn)為下調(diào)表達(dá),而后呈現(xiàn)上調(diào)表達(dá)的趨勢(shì);參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基因在侵染早期均上調(diào)表達(dá);參與逆境響應(yīng)的基因則在侵染后期上調(diào)表達(dá);而參與轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)運(yùn)、細(xì)胞壁構(gòu)成以及脅迫應(yīng)答等方面的基因在轉(zhuǎn)錄水平上呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化。目前,兩個(gè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)圍繞獲得的6個(gè)與PVY抗性相關(guān)的重要基因開(kāi)展功能鑒定,以期揭示煙草對(duì)PVY的抗病機(jī)理。
該研究得到中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助,煙草所所為論文第一完成單位,煙草所與四川農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生陳帥和煙草所李鳳霞副研究員為共同第一作者,煙草功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)劉貫山研究員和煙草遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)楊愛(ài)國(guó)副研究員為通訊作者。(通訊員 遲立鵬)
文章鏈接:http://link.springer.com/article/10.1007/s00299-016-2080-1